قسمت اول Echinacoside افزایش کمیت اسپرم در موش های صحرایی با هدف قرار دادن گیرنده هیپوتالامیک آندروژن

اکیناکوساید چگونه استروژن را تحریک می کند و تعداد اسپرم ها را افزایش می دهد؟

Zhihui Jiang1,2, Bo Zhou2, Xinping Li2, Gordon M. Kirby3 & Xiaoying Zhang1,2

ناباروری مردان یک مسئله عمده بهداشتی با شیوع تخمینی ۴٫۲٪ ناباروری مردان در سراسر جهان است. کار اولیه ما نشان داد که عصاره Cistanche محافظت در برابر آسیب اسپرم در موش ها و کهاکیناکوساید(ECH) یکی از اجزای عمده فعال است. در اینجا ما گزارش نقش ضروری برایECH، یک محصول طبیعی است که معکوس و یا محافظت در برابر الیگو به عنوان آسپر می در موش.ECHبا استفاده از HPLC، مقدار و کيفيت اسپرم مورد ارزيابی قرار گرفت و سطح هورمون ها با استفاده از روش راديويمو سوربنت تعيين شد. ECH کاهش سطح گیرنده آندروژن (AR) و کلیدژن های مرتبط با استروئید به عنوان توسط وسترن بلات و تجزیه و تحلیل qPCR تعیین می شود. تعامل بینECHو علیرضا با استفاده از الایزا غیر مستقیم و لنگر انداختن مولکولی مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان می دهد که ECH همراه با AR هیپوتالامیک در جیب Met-894 و Val-713 مانع انتقال AR ازسیتوپلاسم به هسته در هیپوتالاموس. در حالی که بازخورد منفی تنظیم هورمون جنسی مهار شد، بازخورد مثبت تحریک شد برای افزایش ترشح هورمون luteinizing و تستوسترون پس از آن افزایش کمیت اسپرم. با هم گرفته شده، این داده ها نشان می دهدکهECHبلوک فعالیت علیرضا در هیپوتالاموس برای افزایش مقدار اسپرم و محافظت در برابر آسپرمی الیگو در موش.

برای کسب اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید:Joanna.jia@wecistanche.com

Cistanche deserticola تا به اثرات بسیاری، اینجا را کلیک کنید برای دانستن بیشتر

تولید تستوسترون در سلول های بیضه به شدت توسط محور هیپوتالامیک-هیپوفیز-گنادال (HPG) با تشکیل حلقه بازخورد همواستاتیک ۱ تنظیم می شود. هورمون آزاد کننده گنادوتروفین (GnRH) که توسط هیپوتالاموس ترشح می شود، می تواند ترشح هورمون لوتین کننده (LH) را از غده هیپوفیز تحریک کند که باعث تحریک بیشتر تولید تستوسترون در سلول های لیدیگ بیضه می شود. تستوسترون توسط یک سری از آنزیم های استروئیدی بیوسنتز می شود. به عنوان یکی از مسیرهای عمده، پروتئین تنظیمی حاد استروئیدی (StAR) می تواند کلسترول را از منابع داخل سلولی به میتوکندری2 منتقل کند که در آن در معرض آنزیم کلافگی زنجیره جانبی کلسترول (CYP11A1)، 3β-هیدروکسیستر قرار می گیردoid dehydrogenase (HSD3β), 17α-hydroxylase (CYP17A1), and 17βhydroxysteroid dehydrogenase (HSD 17β) that catalyze the conversion of cholesterol to testosterone3,4. تستوسترون پس از آن منفی تغذیه به عنصر HPG به پایین تنظیم ترشح LH بیشتر در شیوه ای وابسته به دوز.

اثر تستوسترون بر حلقه بازخورد محور HPG با اتصال به گیرنده آندروژن (AR) رخ می دهد, یافت شده در هر دو هیپوتالاموس و غده هیپوفیز5. در موش ها، آبلاسیون علیرضا و حداقل تولید تستوسترون باعث می شود سطح LH و هورمون تحریک کننده فولیکول (FSH) افزایش یابد، و پیشنهاد می کند که AR در تنظیم حلقه خوراک منفی شرکت می کند. مکانیسم ژنومیک کلاسیک سیگنالینگ تستوسترون زمانی رخ می دهد که تستوسترون به سلول منتشر می شود و به علیرضا متصل می شود. سپس این مجموعه لیگاند-گیرنده به هسته ای منتقل می شود که در آن به عناصر پاسخ آندروژن (AREs) در مناطق نظارتی ژن های پاسخ دهنده تستوسترون متصل می شود تا انتقال آن ها اصلاح شود. تستوسترون همچنین القا مسیر غیر کلاسیک عمل هورمون استروئید, مشخص شده توسط حوادث سریع است که منجر به فعال شدن آبشار سیگنالینگ سیتوزولیک به طور معمول توسط عوامل رشد آغاز 7,8. مسیرهای تستوسترون کلاسیک و غیر کلاسیک هر دو به حفظ اسپرماتوژنز و باروری کمک می کنند. با این حال، عملکرد AR در مسیر کلاسیک مهم تر است چرا که تستوسترون برای افزایش کیفیت اسپرم عمل می کند.

اکیناکوساید(ECH) یکی از اجزای زیست فعال حاصل از گونه های گیاهی دارویی ائوچیناسه۹ و سیستانچه۱۰ است. با طیف گسترده ای از فعالیت های فارماکولوژیک، عصاره اکوناسه یکی از محبوب ترین مکمل های گیاهی در اروپا و ایالات متحده عمدتا به دلیل خواص آنتی اکسیدانی خود را11 و توانایی خود را برای جلوگیری از سرماخوردگی مشترک12. جالبسیستانچهعصاره وECHشده اند به طور سنتی به عنوان یک عامل مقوی برای درمان اختلال عملکرد تولید مثل و برای افزایش فعالیت جنسی مردان در طب سنتی چینی استفاده می شود10. برخی از محصولات OTC استخراج سیستانچه به عنوان مکمل های تغذیه توسعه یافته اند و در حال کسب محبوبیت در بازارهای مواد غذایی سلامت چین و برخی دیگر از کشورهای آسیایی (چین غذا و دارو)13. با این حال، مکانیسم های زمینه ایECHعمل هنوز مشخص نیست. ناباروری مردان یک مسئله عمده بهداشتی با شیوع تخمینی ۴٫۲٪ ناباروری مردان در سراسر جهان ۱۴ است. تشخیص ناباروری مردان در حال حاضر بر اساس مطالعه کیفیت اسپرم شامل تجزیه و تحلیل پارامترهای سمینال مانند غلظت اسپرم، موتیت، و ریفولوژی15 است. Te estrogen-mimic Bisphenol A (BPA) یک ماده معدنی زیست محیطی گسترده است که به دلیل تأثیر آن بر باروری مردان در چندین گونه از حیوانات و انسان ها مورد مطالعه قرار گرفته است16. BPA محور هیپوتالامیک-هیپوفیز-گنادال را مختل می کند، عبارات آنزیم های استروئیدی بیضه و سنتز تستوسترون در توله های نر۱۷ را مهار می کند و باعث حالت هیپوگنادوتروپیک هیپوگنادیسم۱۸ می شود. در این مطالعه به بررسی اثراتECHدر سطح اسپرم کیفیت و هورمون. علاوه بر این، BPA به عنوان یک عامل مدل آسیب اسپرم برای مطالعه بیشتر اثر حفاظتی از انتخاب شدECHدر برابر کیفیت اسپرم ضعیف.

نتایج ECH کمیت اسپرم را افزایش می دهد. اعداد اسپرم Te در اپیدیدم cauda، زنده ماندن اسپرم، و موتیلیت اسپرم در جدول 1 ارائه شده است. درمان با 80mg/kg ECH و 15mg/kg پروپیونات تستوسترون (TP) به طور معنی داری تعداد اسپرم اپیدیدیمال را افزایش داد. اما تفاوت معنی داری در زنده ماندن اسپرم و موتيل بودن اسپرم وجود نداشت.

ECH سطح تستوسترون و LH را در سرم، آنسفالون+هیپوفیز، و بیضه افزایش می دهد. درمان ECH به طور قابل توجهی افزایش سطح LH در سرم, آنسفالون+هیپوفیز, و بیضه (انجیر 1A). در گروه ECH(H) سطح LH به طور معنی داری 1.1 برابر در سرم، 4/1 برابر در آنسفالون+هیپوفیز و 2/1 برابر در بیضه افزایش یافت. تستوسترون به ترتیب 5/1 و 3/1 برابر در آنسفالون+هیپوفیز و بیضه افزایش یافت، اما در سرم بعد از درمان ECH(H) نبود. پس از درمان TP، سطح تستوسترون به طور معنی داری 6/1، 8/1 و 4/1 برابر در سرم، آنسفالون+هیپوفیز و بیضه افزایش یافت.

ECH بیان ژن آنزیم استروئیدی را افزایش داد. ECH به طور معنی داری باعث افزایش بیان آنزیم های کلیدی استروئیدی در بیضه (انجیر 1B) شد. سطح mRNA CYP11A1، CYP17A1، HSD3β1/2 و HSD17β در گروه ECH(H) بیش از 3 برابر افزایش یافت، در حالی که سطح mRNA StAR تفاوت معنی داری با تمام درمان های ECH نشان داد (p>0.05). TP به طور قابل توجهی بیان CYP11A1، CYP17A1، HSD3β1/2، و HSD17β را تغییر نداد. این در تجزیه و تحلیل جامع heatmap از اثر ECH بر بیان آنزیم استروئیدی نشان می دهد که ECH به طور قابل توجهی افزایش سطح mRNA CYP11A1، CYP17A1، HSD3β1/2، و HSD17β، و به خصوص HSD3β1/2 (انجیر 1C).

ECH می تواند از سد خونی مغزی و تا حد کمتری سد بیضه خون عبور کند. برای بررسی حلقه بازخورد آندروژن در محور HPG، توانایی ECH برای ورود به هیپوتالاموس در یک سری مطالعات PK ارزیابی شد. غلظت ECH در هيپوتالاموس پس از 12 ساعت تک دهاني 30 ميلی گرم بر کيلوگرم ECH شناسايی شد و ECH پنترانس هيپوتالاموس را با ميانگين هيپوتالاموس به پلاسما نسبت 92/33 درصد (انجير 2A) نشان داد. مقادیر Te T1/2 به ترتیب 42/0±0±61/2 و در پلاسما و هیپوتالاموس 22/0±88/1 ساعت و هیپوتالاموس 2B بود. با این حال، دسترسی بسیار محدود ECH به بیضه با استفاده از HPLC شناسایی شد. غلظت Te ECH در بیضه به ترتیب 083/0 میکروگرم بر میلی اتسع، 043/0 میکروگرم در میلی l و 028/0 میکروگرم بر میلی اتس در 5/0 ساعت، 1h و 5/1h بود.

ECH انتقال AR هیپوتالامیک به هسته را کاهش می دهد. برای آزمون اثر ECH بر انتقال AR، بیان AR در سیتوپلاسم و هسته بیضه و هیپوتالاموس با استفاده از تجزیه و تحلیل بلات غربی تعیین شد. همانطور که در انجیر 3A نشان داده شده است، ECH پایین تنظیم پروتئین AR در هسته های هیپوتالامیک توسط پنج برابر در مقایسه با گروه کنترل. درمان با enzalutamide، مهارکننده AR، کاهش سطح پروتئین AR در هسته های هیپوتالامیک 4.8 برابر است. قابل توجه, علیرضا سیتوپلاسمی با درمان ECH و درمان enzalutamide بالاتر از کنترل بود, نشان می دهد که ECH بلوک حمل و نقل AR از سیتوپلاسم به هسته در هیپوتالاموس. همانطور که انتظار می رفت، ECH مانع انتقال AR از سیتوپلاسم به هسته در بیضه نمی شود (انجیر 3B).

ECH باعث افزایش عبارات ژن های مرتبط با محور HPG شد. ECH به طور معنی داری عبارات LHβ، LHR، GnRH 1 و Gnrhr را در استخرهای مخلوط آنسفالون+هیپوفیز افزایش داد، با این حال، تفاوت معنی داری در سطح GnRH 1 پس از درمان TP وجود نداشت. تجزیه و تحلیل heatmap نشان می دهد که عبارات GnRH 1 و LH β ژن های مرتبط با محور HPG بیشترین را دارند.

AR هدف ECH است. برای تأیید روابط بین ECH و AR، ECH-Ovalbumin (ECH-OVA) با موفقیت سنتز شد (شکل 5A، B). وزن مولکولی ECH-OVA بزرگتر از OVA است، بنابراین نرخ تحرک متفاوتی دارند (شکل ۵A)، و قله جذب ECH-OVA بین ECH و OVA (شکل ۵B)،

پیشنهاد می کند که ECH با موفقیت به OVA conjugated شد. نتایج غیر مستقیم الیزا (انجیر 5C)، نشان می دهد که آنتی بادی ضد AR قادر به تشخیص پروتئین AR موجود در چاه های حاوی ECH-OVA (نشان داده شده توسط آنتی بادی ضد OVA) نشان می دهد که ECH می تواند به پروتئین AR متصل شود. ECH ترکیبی از جیب AR Met-894 و Val-713 است. ECH مرکب به محل AF2 در سطح AR انسان لنگر انداخته شد، و حالت اتصال نظری ECH و AR در انجیر نشان داده شد. 5D. مرکب ECH به تصویب رسید اتصال انطباق جمع و جور در جیب انسان AR. Te دو گروه فنیل از ECH متصل در دامنه آب هراسی از جیب AR و حفظ تماس های آبگریز نزدیک با بقایای Leu-712، Val-716, Met-734, Ile-737, Met-894, and Ile-898, where the other two sides of ECH were positioned at the entrance of the pocket and made only a few contacts. تجزیه و تحلیل دقیق نشان داد که هر دو Met-894 (طول پیوند: 2.4Å) و Val-713 (طول پیوند: 2.7Å) پیوندهای هیدروژنی را با گروه های هیدروکسی1 ECH تشکیل دادند که تعامل اصلی بین ECH و AR انسان بود. ECH آسیب تولید مثل ناشی از BPA را تطمع می کند. برای بررسی اثر ECH بر آسیب باروری، کیفیت اسپرم و سطوح هورمون های جنسی و آنزیم های استروئیدی در موش های ناشی از BPA مورد بررسی قرار گرفت. همان طور که در انجیر 6 نشان داده شد، درمان BPA به ترتیب تعداد اسپرم ها و موتیلیت اسپرم ها را به ترتیب 5/26 و 2/39 درصد کاهش داد. مصرف ECH به ترتیب 5/35 درصد و 1/30 درصد از کاهش تعداد اسپرم ها و موتیلیت اسپرم جلوگیری کرد. مصرف BPA همچنین منجر به کاهش قابل توجهی در ترشح LH و T شد و ECH به ترتیب سطح LH و T را به ترتیب 1/24 و 3/18 درصد در مقایسه با درمان BPA به تنهایی افزایش داد (انجیر 6A، B). سطح mRNA های StAR، CYP17A1، 3β-HSD و 17β-HSD در درمان BPA-ECH نسبت به درمان BPA به طور معنی داری افزایش یافت (انجیر 6C، D).